protonu noslēpumi. Vecums un izmērs vēl nav zināms
Ir labi zināms, ka protonā ir trīs kvarki. Faktiski tā struktūra ir sarežģītāka (1), un gluonu pievienošana, kas saista kvarkus, vēl nav lietas beigas. Protons tiek uzskatīts par īstu kvarku un antikvarku jūru, kas nāk un iet, kas ir dīvaini tik stabilai matērijas daļiņai.
Vēl nesen pat precīzs protona izmērs nebija zināms. Ilgu laiku fiziķu vērtība bija 0,877. femtometrs (fm, kur femtometrs ir vienāds ar 100 kvintiljoniem metriem). 2010. gadā starptautiska komanda veica jaunu eksperimentu Pola Šerera institūtā Šveicē un ieguva nedaudz zemāku vērtību 0,84 fm. 2017. gadā vācu fiziķi, pamatojoties uz saviem mērījumiem, aprēķināja protona rādiusu 0,83 fm un, kā jau ar mērījumu kļūdas precizitāti varēja gaidīt, tas atbilstu 0,84. gadā aprēķinātajai vērtībai 2010 fm, pamatojoties uz eksotisko "muoniskā ūdeņraža starojumu ”.
Divus gadus vēlāk cita zinātnieku grupa, kas strādāja ASV, Ukrainā, Krievijā un Armēnijā un kuri izveidoja PRad komandu Džefersona laboratorijā Virdžīnijā, veica mērījumus ar kontrolpārbaudi. jauns eksperiments par protonu izkliedi uz elektroniem. Zinātnieki ieguva rezultātu - 0,831 femtometru. Raksta Nature autori par to neuzskata, ka problēma ir pilnībā atrisināta. Tās ir mūsu zināšanas par daļiņu, kas ir matērijas "pamats".
Mēs to skaidri sakām protonu - stabila subatomiskā daļiņa no barionu grupas ar lādiņu +1 un miera masu aptuveni 1 vienība. Protoni un neitroni ir nukleoni, atomu kodolu elementi. Protonu skaits dotā atoma kodolā ir vienāds ar tā atomskaitli, kas ir pamats elementu sakārtošanai periodiskajā tabulā. Tie ir primāro kosmisko staru galvenā sastāvdaļa. Saskaņā ar standarta modeli protons ir sarežģīta daļiņa, kas klasificēta kā hadroni vai, precīzāk, barioni. sastāv no trim kvarkiem – divi uz augšu “u” un viens uz leju “d” kvarki, ko saista spēcīgais spēks, ko pārraida gluoni.
Saskaņā ar jaunākajiem eksperimentu rezultātiem, ja protons sadalās, tad šīs daļiņas vidējais kalpošanas laiks pārsniedz 2,1 · 1029 gadus. Saskaņā ar standarta modeli protons kā vieglākais barions nevar spontāni sabrukt. Nepārbaudītas grandiozās vienotās teorijas parasti paredz protona sabrukšanu ar vismaz 1 x 1036 gadu kalpošanas laiku. Protonu var pārveidot, piemēram, elektronu uztveršanas procesā. Šis process nenotiek spontāni, bet tikai kā rezultātā sniedz papildu enerģiju. Šis process ir atgriezenisks. Piemēram, šķiroties beta neitronu pārvēršas par protonu. Brīvie neitroni spontāni sadalās (dzīves ilgums aptuveni 15 minūtes), veidojot protonu.
Nesen eksperimenti ir parādījuši, ka protoni un to kaimiņi atrodas atoma kodolā. neitroni šķiet daudz lielākas, nekā tām vajadzētu būt. Fiziķi ir nākuši klajā ar divām konkurējošām teorijām, mēģinot izskaidrot šo fenomenu, un katras piekritēji uzskata, ka otra kļūdās. Kādu iemeslu dēļ smago kodolu iekšpusē esošie protoni un neitroni uzvedas tā, it kā tie būtu daudz lielāki nekā tad, kad tie atradās ārpus kodola. Zinātnieki to sauc par EMC efektu no Eiropas Muon Collaboration, grupas, kas to nejauši atklāja. Tas ir esošo pārkāpumu pārkāpums.
Pētnieki norāda, ka kvarki, kas veido nukleonus, mijiedarbojas ar citiem citu protonu un neitronu kvarkiem, iznīcinot sienas, kas atdala daļiņas. Kvarki, kas veido vienu protonu i kvarki veidojot vēl vienu protonu, tie sāk ieņemt to pašu vietu. Tas izraisa protonu (vai neitronu) izstiepšanos un izplūšanu. Tie aug ļoti spēcīgi, kaut arī ļoti īsā laika periodā. Tomēr ne visi fiziķi piekrīt šim fenomena aprakstam. Tāpēc šķiet, ka protona sociālā dzīve atoma kodolā ir ne mazāk noslēpumaina kā tā vecums un izmērs.
